CN106486341B - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够与处理所需的喷出形态相应地不产生喷出不良地喷出处理流体的基板处理装置。实施方式的基板处理装置具有喷嘴和配管。喷嘴朝向基板喷出处理流体。配管向喷嘴供给处理流体。另外，配管具有从内侧依次呈第1层、第2层以及第3层的3层构造，喷嘴与第1层的顶端以及第3层的顶端接合，第1层的顶端位于比第2层的顶端不向处理流体的喷出方向突出的位置。

Description

基板处理装置
技术领域
本申请涉及基板处理装置。
背景技术
在半导体器件的制造工序中，将形成于基板上的抗蚀剂作为掩模，可进行蚀刻、离子注入等处理。之后，不要的抗蚀剂被从基板上去除。
作为抗蚀剂的去除方法，公知有通过将硫酸和过氧化氢水的混合液即SPM(Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture)向基板供给而将抗蚀剂去除的SPM处理。为了提高抗蚀剂的去除能力，SPM在被加热到高温的状态下从喷嘴向基板喷出(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－207080号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述的现有技术中，在没有产生喷出不良地喷出处理液这样的方面存在进一步改善的余地。
具体而言，在如现有技术那样使用高温的处理液的情况下，受到处理液的热的影响而喷嘴例如产生热变形，有可能产生喷出位置、喷出状态产生变化等喷出不良。另外，使用了高温的处理液的处理也存在多种多样的处理液的喷出形态，要求能够应对多种多样的处理液的喷出形态的处理液的喷出构造。
此外，该课题是包含气体的处理流体普遍存在的课题。另外，并不限于使用高温的处理液的情况，是可与处理所需的喷出形态相应地产生的课题。
本发明的一技术方案的目的在于提供一种能够与处理所需的喷出形态相应地、不产生喷出不良地喷出处理流体的基板处理装置。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案的基板处理装置具有喷嘴和配管。喷嘴朝向基板喷出处理流体。配管向喷嘴供给处理流体。另外，配管具有从内侧起依次呈第1层、第2层以及第3层的3层构造，喷嘴与第1层的顶端以及第3层的顶端接合，第1层的顶端位于比第2层的顶端不向处理流体的喷出方向突出的位置。
发明的效果
根据本发明的一技术方案，能够与处理所需的喷出形态相应地不产生喷出不良地喷出处理流体。
附图说明
图1是表示实施方式的基板处理系统的概略构成的图。
图2是表示处理单元的结构的俯视示意图。
图3A是表示喷嘴单元的结构的大致剖视图。
图3B是图3A所示的P1部的放大示意图。
图3C是图3A所示的P2部的放大示意图。
附图标记说明
1、基板处理系统；2、输入输出站；3、处理站；4、控制装置；16、处理单元；24、喷嘴单元；25、配管；26、混合区域；27、第1保持密封构件；28、第2保持密封构件；29、止转销；241、喷嘴；241a、喷嘴头；241b、包围构件；242、喷嘴臂；243、臂支承部；249、支承构件；251、第1层配管；251a、顶端；252、第2层配管；253、第3层配管；254、SPM流路；CS、密闭空间；MP、混合位置；SP、空间；W、晶圆。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本申请所记载的基板处理装置的实施方式。此外，本发明并不被以下所示的实施方式限定。
另外，以下，列举处理流体是硫酸和过氧化氢水的混合液即SPM的情况为例进行说明。
图1是表示本实施方式的基板处理系统的概略构成的图。以下，为了明确位置关系，规定互相正交的X轴、Y轴以及Z轴，将Z轴正方向设为铅垂向上方向。
如图1所示，基板处理系统1具有输入输出站2和处理站3。输入输出站2与处理站3邻接地设置。
输入输出站2具有承载件载置部11和输送部12。在承载件载置部11处载置多个承载件C，多个承载件C以水平状态收容多张基板、本实施方式中是半导体晶圆(以下称为晶圆W)。
输送部12与承载件载置部11邻接地设置，在内部设置有基板输送装置13和交接部14。基板输送装置13具有用于保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板输送装置13能够沿着水平方向以及铅垂方向移动以及能够以铅垂轴线为中心进行回转，使用晶圆保持机构在承载件C与交接部14之间输送晶圆W。
处理站3与输送部12邻接地设置。处理站3具有输送部15和多个处理单元16。多个处理单元16排列设置在输送部15的两侧。
输送部15在内部具有基板输送装置17。基板输送装置17具有用于保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板输送装置17能够沿着水平方向以及铅垂方向移动以及能够以铅垂轴线为中心进行回转，使用晶圆保持机构在交接部14与处理单元16之间输送晶圆W。
处理单元16对由基板输送装置17输送的晶圆W进行预定的基板处理。
另外，基板处理系统1具有控制装置4。控制装置4例如是计算机，具有控制部18和存储部19。在存储部19中储存对在基板处理系统1中要执行的各种的处理进行控制的程序。控制部18通过读出并执行被存储于存储部19的程序来对基板处理系统1的动作进行控制。
此外，该程序是记录于可由计算机读取的存储介质的程序，也可以是从该存储介质安装到控制装置4的存储部19的程序。作为可由计算机读取的存储介质，存在例如硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。
在上述那样构成的基板处理系统1中，首先，输入输出站2的基板输送装置13从载置于承载件载置部11的承载件C取出晶圆W，将取出来的晶圆W载置于交接部14。载置到交接部14的晶圆W由处理站3的基板输送装置17从交接部14取出，向处理单元16输入。
输入到处理单元16的晶圆W在被处理单元16处理之后，由基板输送装置17从处理单元16输出，载置于交接部14。然后，载置到交接部14的处理完毕的晶圆W被基板输送装置13返回到承载件载置部11的承载件C。
接着，参照图2对处理单元16的概略结构进行说明。图2是表示处理单元16的结构的俯视示意图。
如图2所示，处理单元16在腔室21内设置有基板保持机构22、回收杯23和喷嘴单元24。
基板保持机构22水平地保持晶圆W并且使所保持着的晶圆W绕铅垂轴线旋转。回收杯23以围绕基板保持机构22的方式配置，接住在随着旋转而产生的离心力的作用下向晶圆W的外方飞散的处理液并进行回收。
喷嘴单元24从晶圆W的上方朝向晶圆W供给处理液。该喷嘴单元24包括：喷嘴241；喷嘴臂242，其在顶端部支承喷嘴241；臂支承部243，其能够升降以及能够回转地支承喷嘴臂242。
对于该喷嘴单元24的结构，参照图3A更具体地说明。图3A是表示喷嘴单元24的结构的大致剖视图。此外，图3A是沿着图2所示的A－A’线的大致剖视图。
如图3A所示，喷嘴241具有喷嘴头241a和包围构件241b。喷嘴头241a将经由臂支承部243以及喷嘴臂242各自的内部供给的SPM朝向晶圆W喷出。
此外，在SPM用于例如抗蚀剂的去除的情况下，以160℃左右的高温从喷嘴头241a喷出。作为喷嘴头241a的原材料，从针对SPM的耐化学溶液性、耐热性等观点出发，能够优选使用热塑性树脂、例如PFA等。
包围构件241b形成为上端部以及下端部开口的空心锥体状、例如像图3A所示那样形成为伞状，以在该伞的内侧包围喷嘴头241a的顶端部的方式安装于喷嘴头241a。包围构件241b负有防止从喷嘴头241a喷出的SPM的飞散等的作用。
在此，参照图3A所示的P1部的放大示意图即图3B，对形成于喷嘴臂242内、向喷嘴241供给SPM的配管25的具体的结构进行说明。
如图3B所示，配管25具有包括第1层配管251、第2层配管252以及第3层配管253的3层构造。第1层配管251是配置于最内侧且是在内部形成有SPM流路254的配管。
如图3B所示，该第1层配管251以其顶端251a比其他第2层配管252的顶端以及第3层配管253的顶端相对于喷嘴241而言位于进深的位置的方式设置。该位置至少相对于第2层配管252的顶端不向液体的喷出方向侧突出即可。另外，喷嘴241与第1层配管的顶端251a以及第3层配管253的顶端接合，第2层配管252的顶端插入并固定于预先设置于喷嘴241的圆形的槽中。
由此，与作为比较例的、第1层配管251的顶端251a向最外侧突出而成为喷嘴头241a本身那样的情况相比，能够根据处理所需的处理液的喷出形态相应地多种多样地变更喷嘴头241a。而且，使作为金属构件的第2层配管252进入到喷嘴241中，因此强度也高。此外，包围构件241b以覆盖喷嘴241与第3层配管253的顶端之间的接合位置的方式接合，因此，能够进一步提高强度。
另外，若如比较例那样第1层配管251的顶端251a是喷嘴头241a本身，则只要受到SPM的热的影响而第1层配管251产生热变形等，则直接导致来自喷嘴头241a的喷出不良。
不过，在本实施方式中，通过使第1层配管251的顶端251a不突出(位于进深的位置)，顶端251a和喷嘴头241a必然分体，因此，能够难以因SPM的热而产生上述那样的喷出不良。
即、能够与处理所需的喷出形态相应地、不产生喷出不良地多种多样地喷出高温的处理液。
作为第1层配管251的原材料，与喷嘴头241a同样地能够优选使用热塑性树脂、例如PFA等。
第2层配管252是配置于第1层配管251的外侧的金属配管。作为第2层配管252的原材料，能够优选使用不锈钢等。利用作为该金属配管的第2层配管252将第1层配管251的外壳覆盖并固定，从而在能够提高配管25的强度的基础上，能够抑制第1层配管251的由SPM导致的热变形。
此外，优选在第1层配管251与第2层配管252之间形成有空间SP。能够利用该空间SP隔绝从第1层配管251向第2层配管252的热传导，因此，能够有助于保持通过SPM流路254的SPM的温度。
第3层配管253是配置于第2层配管252的外侧的配管。作为第3层配管253的原材料，与第1层配管251同样地能够优选使用热塑性树脂、例如PFA等。
利用该第3层配管253覆盖第2层配管252的外壳，通过密合并固定，能够保护第2层配管252免受SPM气氛的腐蚀等。
此外，第1层配管251的顶端251a通过例如熔接(日文：溶着)、焊接而固定于喷嘴头241a。另外，第2层配管252的顶端例如像图3B所示那样插入并固定于喷嘴头241a。另外，第3层配管253的顶端例如焊接固定于喷嘴头241a。
返回图3A的说明，接着对狭缝242a进行说明。如图3A所示，喷嘴臂242具有狭缝242a。狭缝242a在第2层配管252开口，作为用于对在第1层配管251的SPM流路254中流动的SPM的状态(有无产生泡等)进行确认的窥视窗发挥功能。
喷嘴臂242的基端部由臂支承部243支承。臂支承部243包括可动部243a和固定部243b。固定部243b形成为沿着铅垂轴线(在此为Z轴)延伸的空心的支柱状，相对于腔室21固定地设置。
可动部243a在其上端部支承喷嘴臂242的基端部。在此，参照作为图3A所示的P2部的放大示意图的图3C，对喷嘴臂242的基端部的支承构造进行说明。
如图3C所示，喷嘴臂242的基端部由设于可动部243a的上端部的支承构件249支承。具体而言，第3层配管253将其基端部例如焊接固定于支承构件249。此外，作为支承构件249的原材料，能够使用热塑性树脂、例如PTFE等。
另外，第2层配管252利用止转销29抑制其基端部沿着周向旋转并将其固定，可动部243a即使进行旋转动作、升降动作等，喷嘴臂242的位置也不会偏离。
另外，第1层配管251贯通支承构件249地配设，在支承构件249的后端部被第1保持密封构件27保持于支承构件249。
第1保持密封构件27例如是O形密封圈等，是对第1层配管251的周围进行密封、且将第1层配管251保持成沿着延伸方向可动的构件(参照图中的箭头a3)。
通过由该第1保持密封构件27保持，能够容许第1层配管251的由SPM导致的热变形且能够保持第1层配管251。
返回图3A的说明，接下来对可动部243a进行说明。另外，可动部243a具有沿着固定部243b的空心部延伸的部位(以下称为“延伸部”)地形成的同时，被设置成，与驱动部244连接，能够利用驱动部244的驱动相对于固定部243b沿着铅垂轴线升降、且能够绕铅垂轴线回转(参照图中的箭头a1、a2)。
此外，可动部243a也呈空心构造，在其空心部配设有经由喷嘴臂242通到喷嘴241的前述的第1层配管251，而与混合区域26连接。
混合区域26是以SPM成为均匀的混合液的方式对过氧化氢水和硫酸进行混合的区域，呈沿着铅垂轴线延伸的线状设置于可动部243a的延伸部内。
混合区域26的混合位置MP分别与从过氧化氢水供给源246经由阀245的过氧化氢水的供给系统以及从硫酸供给源248经由阀247的硫酸的供给系统连接。
在此，过氧化氢水(H2O2)的供给系统和硫酸(H2SO4)的供给系统以在混合位置MP合流的方式设置。并且，合流后的两液体从混合位置MP向混合区域26内上升。
混合区域26将在混合位置MP混合的过氧化氢水和硫酸混合成均匀的混合液。
此外，混合位置MP优选是能够防止由于过氧化氢水和硫酸的混合导致的崩沸等那样的、与喷嘴241的顶端隔开处理距离的位置。
另外，配置有混合区域26的可动部243a的延伸部内成为密闭空间CS。密闭空间CS由在可动部243a内保持第1层配管251的第2保持密封构件28形成。
第2保持密封构件28是对第1层配管251的周围进行密封、且将第1层配管251保持成沿着延伸方向可动的构件，与第1保持密封构件27同样地能够使用例如O形密封圈等。
如上述那样，本实施方式的基板处理系统1(相当于“基板处理装置”的一个例子)具有喷嘴241、喷嘴臂242以及配管25。
喷嘴241朝向晶圆W(相当于“基板”的一个例子)喷出SPM(相当于“处理流体”的一个例子)。喷嘴臂242在顶端部支承喷嘴241。配管25位于喷嘴臂242内并向喷嘴241供给SPM。
另外，配管25具有从内侧依次呈第1层配管251(相当于“第1层”的一个例子)、第2层配管252(相当于“第2层”的一个例子)以及第3层配管253(相当于“第3层”的一个例子)的3层构造，第1层配管251的顶端251a位于比其他层的顶端相对于喷嘴241不突出(进深的)位置。
因而，根据本实施方式的基板处理系统1，能够不产生喷出不良地多种多样地喷出高温的SPM。
此外，在上述的实施方式中，列举了处理流体是SPM的情况为例，但当然不限于SPM，也可以是其他液体。另外，不限于液体，也可以是N2那样的气体。
另外，上述的实施方式的喷嘴头241a的形状当然不限于图示的形状。例如也可以是省化学溶液处理等所使用的小流量用的小口径喷嘴。另外，也可以是带有预定的角度的带角度的喷嘴等。
另外，在上述的实施方式中，例示了包围构件241b是底面为圆的空心圆锥体状的情况为例，但也可以是底面为多边形的空心锥体状。另外，锥体的侧面也可以不是平面而是曲面。另外，也可以是没有安装包围构件241b的喷嘴241。如以上那样，不限于处理液的温度，能够与流体的种类、喷嘴的形状等这样的处理所需的喷出形态相应地、不产生喷出不良地喷出流体。
进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更宽的技术方案并不限定于如以上那样表示且记载的特定的详细以及代表性的实施方式。因而，只要不脱离由所附的权利要求书及其等价物定义的总结性的发明的概念的精神或范围，能够进行各种变更。

Claims (10)

1.一种基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置具有：
喷嘴，其朝向基板喷出处理流体；
配管，其向所述喷嘴供给处理流体，
所述配管具有从内侧依次呈第1层、第2层以及第3层的3层构造，
所述喷嘴与所述第1层的顶端以及所述第3层的顶端接合，所述第1层的顶端位于比所述第2层的顶端不向所述处理流体的喷出方向突出的位置。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第1层与所述第2层之间形成有空间。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置包括：
在顶端部支承所述喷嘴的喷嘴臂；
在上端部支承所述喷嘴臂的基端部的臂支承部，
所述臂支承部将从所述喷嘴臂的基端部延伸地配设的所述第1层保持成可动，并固定所述第2层。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述臂支承部具有对从所述喷嘴臂的基端部延伸地配设的所述第1层的周围进行密封、且将该第1层保持成可动的支承构件。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置具有能够将多个流体均匀地混合的混合区域，
所述臂支承部具有形成为沿着铅垂轴线延伸的空心的支柱状的形状，
所述混合区域设于所述支柱内。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
所述支承构件通过支承所述第1层而在所述臂支承部的内部形成密闭空间，
所述混合区域配置于所述密闭空间。
7.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷嘴包括具有所述处理流体的喷出口的喷嘴头，
所述第1层的顶端熔接或焊接于所述喷嘴头。
8.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述臂支承部对所述第2层的沿着周向的旋转进行止转。
9.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第1层以及所述第3层是热塑性树脂，
所述第2层是金属。
10.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理流体是硫酸和过氧化氢水的混合液。
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